송신기란? (transmitter)

해당 내용은 위키피디아의 transmitter 부분을 번역한 내용입니다. (원문 : https://en.wikipedia.org/wiki/Transmitter)

전자와 통신 분야에서 송신기, 영어로 하면 transmitter 또는 radio transmitter는 전기장치이다. 어떤 장치냐하면 안테나의 도움을 받아서 전파를 발생하는 장치이다. 트랜스미터라고 앞으로 쓰겠다. 트랜스미터는 스스로 교류 주파수를 발생하는데, 이게 안테나에 적용된다. 이 교류의 자기를 띠면 안테나가 전파를 방사한다. 트랜스미터는 방송 분야에서의 사용 뿐만아니라 핸드폰, 무선컴퓨터통신, 블루투스, 주차장 오프너, 비행기나 레이더의 양방향 라디오, 네이게이션 비콘 같은 전파 통신을 하는 전기장치에는 필수 부품이다. transmitter라는 용어는 보통 통신 목적의 전파를 생성하는 기기에 제한적으로 사용된다. 전자렌지나 diathermy 같이 열을 내기 위한 전파 생성기는 유사한 전기회로를 가졌지만 트랜스미터라고 부르지 않는다.

용어는 방송 송신기로 많이 사용되었고, 주로 방송분야의 FM 라디오 송신기나 TV 송신기로 사용되었다.

상세설명

트랜스미터는 전자장치의 개별적인 부품 또는 다른 전자창치의 전기 회로가 될 수 있다.트랜스미터와 리시버가 하나의 형태로 된 것을 트랜시버 transceiver라고 한다. 트랜스미터의 용어는 기술 문서에서 종종 "XTMR" 또는 "TX"라고 약어로 표시된다. 대부분의 트랜스미터의 목적은 원거리의 정보 무선 통신이다. 이 정보는 마이크의 음성신호, 비디오 카메라의 영상신호, 컴퓨터의 무선네트워크 장치의 디지털 신호를 말하며, 이 정보들이 전자신호 elecronic signal 형태로 트랜스미터에 전송된다. 트랜스미터는 정보 신호를 결합하여 전파를 생성하는 무선 주파수 시그널로 만든다. 이것을 캐리어 신호 carrier signal이라고 부른다. 우리나라는 반송파라고 부르는 것 같다. 이 과정을 변조 modulation이라고 말한다. 이 정보는 캐리어에 여러가지 방법으로, 여러가지 타입으로 옮겨질 수 있다. 진폭 변조 amplitude modulation (AM) 트랜스미터에서 정보는 진폭을 다양하게 변화시킴으로써 무선신호를 전달한다. 주파수 변조 frequency modulation (FM) 트랜스미터는 무선 신호의 주파수를 조금씩 변화하면서 정보를 전달한다. 이것들 뿐만 아니라 변조 modulation의 여러 다른 방법들이 사용된다.

안테나는 케이스 안에 차폐(폐쇄)되거나 핸드폰이나 워키토키, 주차장 도어 오프너 같은 포터블 장치에서는 트랜스미터 바깥쪽에 부착된다. 강력한 트랜스미터들은 안테나가 빌딩 꼭대기에 있거나 별도의 타워에 설치된다.

작동원리

무선 트랜스미터는 배터리나 가정전압의 전기적인 힘을 무선 주파수 교류 형태로 변환하고, 1초에 수백번에서 수십억번까지 바뀐다. 급격히 바뀌는 교류 에너지는 전자파로 컨덕터(안테나)를 통해 방사할 수 있다. 트랜스미터는 또한 오디오나 비디오 신호같은 정보를 무선 주파수 형태로 전파에 실을 수 있다. 정보들이 라디오 리시버 안테나에 닿으면, 전파들은 유사한 무선 주파수 로 자기를 생성한다. 라디오 리시버는 입수한 전파에서 정보를 추출한다. 실제 라디오 트랜스미터는 보통 다음과 같은 부품들로 구성된다.

A radio transmitter is an electronic circuit which transforms electric power from a battery or electrical mains into a radio frequency alternating current, which reverses direction millions to billions of times per second. The energy in such a rapidly reversing current can radiate off a conductor (the antenna) as electromagnetic waves (radio waves). The transmitter also impresses information such as an audio or video signal onto the radio frequency current to be carried by the radio waves. When they strike the antenna of a radio receiver, the waves excite similar (but less powerful) radio frequency currents in it. The radio receiver extracts the information from the received waves. A practical radio transmitter usually consists of these parts:

- 파워서플라이 회로 : 유입되는 전기적인 힘을 더 높은 전압의 출력 파워를 내기 위한 장치

- 전자적 발진 회로  : 무선 주파수 신호를 생성하기 위한 장치. 이 놈은 보통 일시적인 진폭 변조를 생성한다. This usually generates a sine wave of constant amplitude often called the carrier wave. 보통 반송파 carrier wave라고 부르는데 왜냐하면 이 놈이 공간을 통해 정보를 carry하기 때문이다. 최신 트랜스미터에서는 크리스털 발진기를 사용하는데, 이 놈은 quartz crystal의 진동을 이용해서 정확하게 콘트롤이 가능하다.

- 변조 회로 A modulator circuit : 발진기로 생성되는 carrier wave에 정보가 송신되도록 송신하도록 하는 장치. 이는 carrier wave의 aspect를 변화시켜주면서 된다. 그 정보들은 트랜스미터에 음성신호 형태로도 제공되는데, 이는 사운드, 영상 신호 또는 2진법 디지털 신호 형태를 표현한다. The information is provided to the transmitter either in the form of an audio signal, which represents sound, a video signal, or for data in the form of a binary digital signal.

- In an AM (amplitude modulation) transmitter the amplitude (strength) of the carrier wave is varied in proportion to the modulation signal.

- In an FM (frequency modulation) transmitter the frequency of the carrier is varied by the modulation signal.

- In an FSK (frequency-shift keying) transmitter, which transmits digital data, the frequency of the carrier is shifted between two frequencies which represent the two binary digits, 0 and 1.

많은 다른 형태의 변조가 사용된다. 큰 트랜스미터에서는 발진기와 변조기를 합쳐서 exciter라고 부르기도 한다.

- RF 증폭기 : 신호의 세기를 강화하고, 전파의 범위를 늘리기 위한 장치

- An impedance matching (antenna tuner) circuit to match the impedance of the transmitter to the impedance of the antenna (or the transmission line to the antenna), to transfer power efficiently to the antenna. If these impedances are not equal, it causes a condition called standing waves, in which the power is reflected back from the antenna toward the transmitter, wasting power and sometimes overheating the transmitter.

In higher frequency transmitters, in the UHF and microwave range, oscillators that operate stably at the output frequency cannot be built. In these transmitters the oscillator usually operates at a lower frequency, and is multiplied by frequency multipliers to get a signal at the desired frequency.

법적 제한

세계 대부분의 국가에서 송신기의 사용은 법으로 강력하게 제한되고 있다. 그 이유는 다른 무선 통신(비상통신 같은)의 심각한 장해 위험성 때문이다. 트랜스미터는 정부로부터 라이센스를 받아야만 한다. 방송, 해양무선, 공중파, 아마추어용에 따라 다양한 라이센스 종류가 있으며, 특정 주파수와 파워 레벨에 대해서는 사용이 제한된다. 트랜스미터의 조작자는 보통 정부의 라이센스를 받아야 하며, 기술과 법적 지식에 대해 시험을 통과해야만 한다.

예외가 되는 부분은 특정소출력 트랜스미터나 미약전계강도 기기인데, 핸드폰, 무선 전화기, 무선 마이크, 워키토키, 와이파이, 블루투스, 주차장 도어 오프너 등이다. 이 기기들은 라이센스 없이 조작이 가능하더라도 제품이 판매되기 전에 통상 인증을 받아야 한다.